stílus 1 (fehér)
stílus 2 (fekete)

+ betűméret | - betűméret   



Korunk 2010 Január

Az információelmélet alapelvei és az evolúció


Bárány-Horváth Attila – Uray Zoltán

 


 

 

Az élet lényege kolosszális nagyságrendű statisztikai valószínűtlenség. Bármi legyen is az élet magyarázata, a véletlen nem lehet. Az élet valódi magyarázatának éppen a véletlen antitézisét kell megtestesítenie. A véletlen antitézise a helyesen felfogott nem véletlenszerű életben maradás. A helytelenül felfogott véletlenszerű életben maradás nem a véletlen antitézise, hanem maga a véletlen.

Richard Dawkins (1986)

 

Már több mint hatvan éve, hogy Claude Elwood Shannon (1916–2001) útjára bocsátotta a kommunikációelméletet. Képletében eltekint a jelek szemantikai tartalmától, ezért a shannoni információfogalom kizsigerelt, természetellenes entitás: egy jelentés nélküli információ. Olyan, mint a madárijesztÅ‘: két pár karó és rongy. Hiányzik a lény: maga a leutánzott ember. Pedig az információ létezését pontosan a szemantikai tartalom indokolja: ez az információ kvintesszenciája. Az információ fogalma elfogadhatóan csak a „genus proximum” segítségével határozható meg. Ehhez viszont az információ mibenlétét kell elsÅ‘sorban tisztázni. Kiindulási feltételünk: az információ hÅ‘érzékeny (termoszenzibilis) és – kivétel nélkül mindig – minÅ‘séget kifejezÅ‘ entitás (összefüggés, kapcsolat, irány, cél stb.).

Ahhoz, hogy az információs jelenségeket, megnyilvánulásokat és az ezek elméletét kutató „informatológiát” körvonalazhassuk, és – ennek keretén belül – az élÅ‘ rendszerek, szervezetek informácionális jellegű feltárását biztosító új metatudományt, a bioinformatológiát (Bárány-Horváth 1995) is érdemben fölvázoljuk, nemcsak az információ fogalmát kell meghatároznunk, de szükséges lenne mibenlétét is pontosan definiálnunk, mi több, ki kell jelölnünk az „informatológia alapelveit” is. Ezek az alapelvek röviden – a teljesség igénye nélkül – a következÅ‘k:

1. Az információ lényegének feltárásakor nem a kommunikációból kell kiindulni. A kommunikáció csak az élÅ‘ rendszerek (biorendszerek) sajátossága. A világegyetem eddigi történetének elsÅ‘, több mint kétharmad részében csak abiotikus rendszerek léteztek a világmindenségben. Információ mégis létezett. A kommunikáció – minthogy életjelenség – csak jóval késÅ‘bb (az univerzum életének utolsó, biotikus harmadában), az élÅ‘ rendszerek megjelenése után született meg (és ismereteink szerint egyelÅ‘re a Földre korlátozódik).

2. Mi több, a humán kommunikáció a legmagasabb rendű gondolattovábbítási lehetÅ‘séget képviseli a természetben. Ugyanakkor egy sajátos leképzési rendszer (exteriorizáció). Ilyenkor a mentálisan megjelenített információt, belsÅ‘vé tett, neurálisan interiorizált információt tesszük külsÅ‘vé (exteriorizáció), és ezt továbbítjuk. Az interiorizációs folyamatokban, vagyis a mentális megjelenítésben az állatok sokszor versenytársai az embernek. Esetenként sokkal jobbak. De a testen kívüli leképzésben (exteriorizáció) messze lemaradnak tÅ‘lünk. Az állatok szinte teljesen alkalmatlanok az extraszomatikus leképzésre.

3. Már a prokarióta egysejtűekben és ezen sejtek között is fellelhetÅ‘ egyirányú jeltovábbítás (szignalizáció), képezheti esetleg a „kommunikáció” alapfolyamatát (és semmiképpen sem a humán hírközlés). De a kommunikáció akkor sem fejezi ki az információ lényegét. Bár implicite hordozza az információ „egy morzsáját”, ennek ellenére a jeltovábbítás nem árul el sokat az információ természetérÅ‘l, sajátosságairól, mibenlétérÅ‘l.

4. Minden rendezetlenség (entrópia) végsÅ‘ oka az információhiány. Ezért a véletlen valójában információhiány. A köznapi életben akkor bízzuk – támpont hiányában – a döntést a véletlenre (feldobott pénzérme!), ha semmiféle információnk sincsen. Az információ fogalmának magyarázatában nincs mit keresnie a véletlennek. A véletlen az információ antitézise, ezért a szervezettségre, a rendre és a komplexitásra irányuló folyamatok – tehát az információ szerves beépülése a rendszerekbe – mindig a rend, az evolúció, az építkezés, a negentropikus trend jele. Az anyag és az energia nem rendezÅ‘dik rendszerbe információ nélkül.

5. Minden új információ integrációja növeli a rendet, a szervezettséget, a komplexitást, a negentropikus trendet. És fordítva: például a biorendszerek (élÅ‘lények) genomjába integrált információ részleges vesztésének velejárója mindig valamilyen involúció. Leggyakrabban az élÅ‘sködés váltja ki a visszafejlÅ‘dést, mivel mértéken felül enyhíti a létfeltételeket, szükségtelenné tesz információigényes folyamatokat, összetett struktúrákat (pl. emésztÅ‘készülék). Ha egy bélparazita más élÅ‘lény bélcsatornájában élelemben fürdik, emésztÅ‘készüléke leegyszerűsödik vagy éppen teljesen eltűnik.   

6. Három egzisztenciális Å‘sokot, princípiumot kell elfogadnunk ahhoz, hogy a világmindenségben található összes létezÅ‘ket (ontikumokat) és jelenségeket ésszerűen és egységesen magyarázni tudjuk. Ezek a következÅ‘k:

– a vad, zabolázatlan erÅ‘princípium, megtestesítÅ‘je az energia minden fajtája;

– az inert tömegprincípium, más megfogalmazásban a magatehetetlen anyag;

– és a rendezÅ‘szervezÅ‘ és nonstop replikálódó minÅ‘ségprincípium, más szóval az információ (Săhleanu 1973; Horváth 1977; Bárány – Horváth – Uray 2007).

Figyelemre méltó, hogy a minÅ‘séget – egy olyan világban, ahol minden mozgásban van – önmagában a sebesség fejezi ki: azaz irányt is mutat (vektorjelleg). Persze tér- és idÅ‘beliséget is pontosít. A nano- és mikrouniverzumban az egyik precízebb definiálása a másik paraméter felmérési lehetÅ‘ségének beszűküléséhez vezet.

7. Norbert Wiener (1894–1964) már 1948-ban ráérzett arra, hogy az információ nem anyag vagy energia: „Information is information, not matter or energy.” De fogalmazása homályos, mert nem mondja meg, mi az információ. Ez a tautológia átka. Amellett definíciójában kétszeresen tagad, de semmit sem állít. Az Å‘srobbanás nyomán létrejövÅ‘ energia és anyag interakciói, a csökkenÅ‘ hÅ‘mérséklet, a sűrűn megjelenÅ‘ – többnyire részleges – aszimmetriák és egyéb kölcsönhatások szülik az információt, melynek nagy része ezen a hÅ‘fokon megsemmisül. A megmaradó strukturális információ (SI) asszociálható a térrel. Illetve a visszamaradó dinamikus információ (DI társítható az idÅ‘vel. Ez a kettÅ‘sség a továbbiakban mind a mai napig fennmaradt.

8. A hÅ‘érzékeny információ ízig-vérig „minÅ‘ség”. Az Å‘srobbanás után tehát az információ két – jól elkülönülÅ‘ – alapvetÅ‘ formában jelent meg:

a) dinamikus információ (DI mozgásban lévÅ‘ információ, az áramló energia szállítja (pl. a fénysugár = fotonok árama), vagy az anyagáram hátán vándorol (pl. folyóvíz). Hasonló a véráram útján szállított hormon: jelzés (szignál). A hordozó szubsztrátum egy vegyi anyag, a hormonmolekula. Ez esetben az információs csatorna zárt (véredényrendszer). A fényre nagyon sok információ szuperponálódik. A „héliumot” elÅ‘ször a Nap kromoszférájának spektrumában mutatták ki (innen a neve). A dinamikus információ a folyamatok szabályozó eszköze, a funkciók szervezÅ‘je.

b) a strukturális információ (SI), az anyag szerkezetébe integrált információ. Mivel statikus jellegű, ráhárul a tárolás feladata. Történelmi tapasztalat: az információ tárolása lehet hosszú vagy rövid távú, de nem végleges (mert az információ elpusztulhat).

9. Az Å‘si információs kettÅ‘sség korán megmutatkozott, és mindvégig fennmaradt. Ennek tulajdonítható, hogy a kettéhasított foton egyik fele, a rest foton hullámként jelenik meg (fényelhajlás, interferencia), míg a jelfoton partikulumként, azaz részecskeként viselkedik (fotóeffektus, fényelektromos elhajlás). Ha csupán elvileg is, nyomon követhetÅ‘ az „elemi részecske” pályája, holléte: azonnal partikulummá alakul. Szinte hihetetlen: a részecske megjelenési formája a megfigyelhetÅ‘ségtÅ‘l függ (a számára külsÅ‘ megfigyelÅ‘, azaz információfelvevÅ‘ elvi lehetÅ‘ségeitÅ‘l).

10. Így a két információféleség könnyen, maradék nélkül átalakulhat egymásba: DI DSI D DI… pl. a verbalizált információ leírható: beszéd (DI D írás (SI)... A genetikai anyaggal is hasonló a helyzet: a DNS statikus információtároló (SI), míg az RNS mozgásra, aktív funkció végrehajtására képes információhordozó (DI Hasonló az idegingerület továbbítása az állati és emberi szervezeten belül, ahol váltakozik a két alapforma az ingerület haladásakor: idegimpulzus (DI ® neurotranszmitter (SI) ® idegimpulzus (DI ® neurotranszmitter (SI)…

11. Az információ fogalmának több száz definíciója közül véleményünk szerint a legadekvátabb, legsikerültebb Wolfram (2002) meghatározása: „a valóság alapvetÅ‘ építÅ‘köveit, az anyag és az energia helyett, információt hordozó mintázatok reprezentálják.”A mintázat a minÅ‘ség, a replikálódó képesség, az információ rendezÅ‘-szervezÅ‘ elsÅ‘dlegességét fejezi ki a hordozó szubsztrátumot képezÅ‘ anyaggal és az energiával szemben. Az információ úgy nyilvánul meg mint irányt adó entitás (minÅ‘ség), nem csupán az affinitásban (vonzás/taszítás), hanem a rendszergenezisben is (új rendszer megtervezett létrehozása), ami a végrehajtó szempontjából: alkotás. A rendszergenezis ezért elsÅ‘dlegesen információképzés, majd az újonnan replikált információt integrálni kell a megszerkesztett struktúrába.

12. A modell, a mintázat nem egyéb, mint a lényegesített információk két-, három- vagy többdimenziós szövedéke, amely a relációk struktúráját jeleníti meg. A modell elsÅ‘dlegesen idegrendszeri megjelenítés, képmásmodell, mentális jellegű, vagyis az idegrendszerben interiorizált. A minÅ‘ség vonatkozik nemcsak a testen belüli megjelenítésre (interiorizáció), hanem a testen kívüli leképezésre is (exteriorizáció). De mindkettÅ‘ lényegesített, azaz absztrakt információk rendszere (1. ábra). A világról alkotott elképzelésünk összesített hálózata, képe, mely kifejezi, miként látjuk a világot: világkép, világnézet (Bárány-Horváth – Uray – Szász 2002).

13. A világmindenségben az általunk ismert „világos” anyag és energia alig négy százalékát képezi az összanyag– és energiamennyiségnek. A sötét anyag részesedése 22, míg a sötét energia 74 százalék (összesen 96). Mind a négy alapvetÅ‘ fizikai kölcsönhatás (erÅ‘s, gyenge, elektromágneses és gravitációs) kifejti hatását a világos anyagra és energiára. Ezért a világos anyag állandóan módosul, a belÅ‘le létrejött valamennyi rendszer energia- és információtartalma folyton változik. Tehát az általunk megszokott, „értelmes” anyag alkotta rendszerek „nonstop” módosulnak: degradálódnak (entropikus trend), vagy éppen komplexebbé válnak, szervezÅ‘dnek, „okosodnak”, evolválódnak (negentropikus trend).

14. Ezzel szemben a sötét anyagra csak a gravitáció hat. Így alig képzÅ‘dik kevéske információ. Ezért nem is alkot rendszereket, alig zár szerkezetébe energiát és információt. Következésképpen a sötét anyag és energia „ostoba”. Híjával van a beépített rendezÅ‘/szervezÅ‘ információnak. Képtelen a rendszergenezisre, és nem fejlÅ‘dik, nem evolválódik. Környezetére csak mint strukturálatlan tömeg, rendezetlen energia, gravitációsan hat. Csak gravitációs tömegként érzékeljük, mondaná Newton.

15. A sötét energia erÅ‘s negatív nyomást fejt ki, amely hosszú távon semlegesíti a gravitációs vonzást a világegyetemben. Ez okból a világegyetem gyorsulva tágul (ahelyett hogy az anyagvonzás következtében csökkenne a tágulás sebessége). Nem azonos súllyal esnek latba az „ostoba” sötét anyag és a „bölcs” világos anyag hatásai. A világegyetemben nincs demokrácia! A világmindenség lényegét éppen a kevés, alig négyszázaléknyi „értelmes”, információgazdag, rendszergenezisre alkalmas anyag és energia alkotja, amit az információ rendez és szervez. A többi csak ballasztként értékelhetÅ‘ (ostoba anyag és energia).

16. A világos anyagba és energiába integrált információ feladata nemcsak az, hogy „strukturálja” az anyagot (rendszergenezis), és „szervezze” a jelenségeket (többek közt a világmindenség történetét), valamint vezérelje, szabályozza a folyamatokat, hanem az is, hogy késleltesse azokat az eseményeket, amelyek lehetÅ‘vé teszik az integrált információ és energia kilépését a rendszerbÅ‘l. Ezzel gátként szerepel a világegyetem entropikus folyamataival szemben, számottevÅ‘en lassítva az energia és az anyag degradációját és egyben megakadályozva az információ gyors pusztulását.

17. A hÅ‘érzékeny (termoszenzibilis) információ – ellentétben a megmaradó anyaggal és energiával – keletkezik és megsemmisül. Következésképpen nem létezik „az információ megmaradásának törvénye”. HÅ‘vel az információ aránylag könnyen elpusztítható. Megfellebbezhetetlen axiómaként állíthatjuk: az információhordozó szubsztrátum elpusztításával megsemmisül az információ maga is. A genetikai információ (GI) ezt az elégtelenséget küszöböli ki.

18. Éppen ezért a biorendszereknél csak az utódba átmentett genetikai információ marad fenn, a többi lassan leépül, degradálódik, elvész a Gaia számára is. Az egyed szempontjából kétes kimenetelű vállalkozás a hibridizáció. Esetleg dominánssá válhatnak a másik faj információi (tulajdonságai). De kétségtelen, a hibridizáció olyan – alapjaiban új – sajátosságok megszerzését teszi lehetÅ‘vé, melyeknek semmiféle „történeti” elÅ‘zményei nem voltak az adott faj múltjában. Éppen ezért a hibridizáció a biorend-szerekben felér a genom történetiségének manipulálásával.

19. Manapság a primitívebb egysejtűeknél fordul elÅ‘ hibridizáció (pl. a prokarióta baktériumoknál, amelyek egy másik fajtól átvehetik az antibiotikummal szembeni rezisztenciát). De ez veszélyes, mert részlegesen kezdi elveszíteni faji identitását. Biológiai szempontból a faj (fajta) informácionális identitása a legféltettebb kincs.

20. A szükségszerűség csodákat művel. Az ember – az örökítÅ‘ anyag, a gének mellé – megteremti a mémeket. Dawkins (1976) szerint a mémek kulturális információs csomagok, melyek igyekeznek reprodukálni és átörökíteni saját magukat. Nincs olyan szigorúan meghatározott hordozó szubsztrátumuk, mint a genetikai anyag (nukleinsavak), bár bizonyos, hogy minden mém bölcsÅ‘je az idegrendszer. A genetikai információ (GI) ún. bennefoglalt, anyagi sajátosságú, inherens információ (II. míg az összes kulturális információ az idegrendszer által leképezett, valamirÅ‘l szóló, referenciális információ (RI), amely virtuális jellegű. Ez nem építhetÅ‘ be egy valóságos rendszer struktúrájába.

21. Az ismeret, a referenciális információ (RI) közvetlenül nem építhetÅ‘ be az új objektumba. Csak átalakítva, a leképezés, exteriorizáció útján (Bárány-Horváth 1998; Bárány-Horváth – Uray 2007). Ezért jelent az állatoknak olyan áthághatatlan nehézséget az a bizonyos leképezés, exteriorizáció, amely elÅ‘re megtervezett, „informácionális” jellegű rendszeralkotás. ElÅ‘ször a virtuális információt (VI. át kell alakítani inherens információvá (II. De elÅ‘nyük: a mémek sokkal gyorsabb fejlÅ‘dési ritmust tesznek lehetÅ‘vé a genetikai rendszerhez mérten, bár a megvalósító biológiai egyedek szintén genetikai entitások.

22. A katalizátorok, biokatalizátorok (fermentek, enzimek, biopigmentek, hormonok, neurotranszmitterek, vitaminok stb.) fÅ‘ként információs átalakítók, transzformátorok. Ezért csak másodlagosan – az egész szempontjából – végrehajtó entitások (funkcionális egységek). Elvileg potenciális feladatok végrehajtására is képesek, tehát potenciális információt (PI) építenek be új kémiai struktúrákba. Ezért az élÅ‘lények gyakran azonos információs stratégiát alkalmaznak. A folyamat irányát a környezeti feltételek szabják meg: a pH-érték, a redox-rendszer, a hÅ‘mérséklet, a nyomás stb. Ennek nyomán válik a folyamat szintézissé vagy lebontássá (anabolizmus/katabolizmus, upstream/ downstream).

23. A deszemantizáció az emésztés értelme: a degradáció addig folyik, amíg a megmaradó, lebontott szerves anyagi részek már nem tartalmaznak veszélyes, más szervezetre jellemzÅ‘, sajátos információkat, ami testidegen megnyilvánulásokhoz vezetne. Minden faj törekszik identitásának megÅ‘rzésére. Minél magasabb rendű egy faj, ez a tendencia annál erÅ‘teljesebb (az immunrendszer annál energikusabban működik). Többek között ez a genom létének rációja. A genom mindig egy jól meghatározott fajú (fajtájú) egyed fejlÅ‘dését (ontogéniáját) vezényli le, szabályozza. Minél összehangoltabban (koherens módon) működik egy biorendszer, minél adekvátabb módon illeszkedik be környezetébe (az elfoglalt ökológiai fülkébe, niche-be), annál összetettebb a működése, komplexebb az identitását védÅ‘ rendszere.

24. A biorendszerek éppen ebben lényegesen különböznek a többi, abiotikus rendszertÅ‘l, amennyiben rendelkeznek egy olyan központi entitással – ez a genom –, amely megÅ‘rzi (tezaurizálja) a rendszer keletkezésére, az egyed fejlÅ‘désére vonatkozó utasításokat. Az mellékes kérdés, hogy eleinte – esetleg – ez agyag vagy más anyag volt-e, RNS-, majd DNS-alapú információtároló. A fontos az, hogy az idÅ‘k során integrálta a környezet információs hatásait, evolválódott, és megszakítatlan „sorozatként” állandóan jelen volt. Az élÅ‘lény nyílt rendszer, de benne a kvázi zárt genom mint állandó inklúzió csak replikációkor nyílik meg. Persze sugárzások, agresszív, mutagén anyagok így is károsíthatják (Uray 2000).

25. A rend, a rendezettség is valahol és valamikor kezdÅ‘dött. A valóságban a hÅ‘mérsékletcsökkenés által kiváltott részecskék megjelenése, illetve egymással való összekapcsolódása, egyesülése eredményezi az elsÅ‘ nano-, majd mikrorendszereket (kvarkok és gluonok összekapcsolódása; atomok szervezÅ‘dése nukleonokból és elektronokból; egyszerű és komplexebb molekulák genézise atomokból stb.). A sor tovább folytatódik a szervetlen rendszerek, majd a biorendszerek újabb és újabb entitásaival (makrouniverzum). A szervetlen rendszerek (de alkalomadtán a szerves, élÅ‘ rendszerek is) együttesen a „buta” sötét anyaggal és energiával együtt hozzák létre a megauniverzumi objektumokat. Végül is a világos anyagnak is csak az a kis hányada válik érdekessé, amelyik egyre jobban megvalósítja az információval való telítÅ‘dést: az élÅ‘lények rendszergenézise által megvalósított negentropikus evolúciót.

26. Ha gondolatban visszapergetjük az eseményeket, akkor – Feynman (1963) szerint – kezdetben igen kicsi volt az entrópia, és teljes a rend. Csakhogy az Å‘srobbanás utáni hihetetlen hÅ‘ségben (1032 °K) a keletkezett információ nagy része megsemmisült. Az egyre nagyobb rendet csak a késÅ‘bb keletkezett információ hozta létre.

27. A rend (rendezettség, szervezettség, negentrópia) megnyilvánulása a szimmetria, az a rendezett mód, ahogy az egyes strukturális vagy relációs elemek egymáshoz való viszonya identikus vagy hasonló módon alakul ki, és amely egy meghatározott rendben, mintázatban nyilvánul meg. Majd erre részlegesen ráépül számtalan új, „aszimmetrikus” változás. Minden aszimmetria többletinformáció bevitelét feltételezi. Például a kezdeti, embrionális szimmetriára az egyedfejlÅ‘dés (ontogenézis) során sorozatosan számtalan aszimmetria épül rá, ez „torzítja” az eredeti szimmetrikus struktúrát/funkciót, de ugyanakkor sok új információval telíti azt.

28. SzélsÅ‘séges strukturálatlanság esetén csak a tömeg mérete esik latba, esetleg forgó mozgása (pl. fekete lyuk esetén, de a sötét anyagnál még ilyen sincsen). Okát maga Hawking is az információhiányban látta (Hawking 1988). Mindkét princípium – az energia és az anyag – entropikus tendenciát mutat, és ez annál kirívóbb, minél kevesebb információt hordoznak magukkal vagy építettek be struktúrájukba, illetve implikálnak működésük közben. Ennek egyenes következménye a termodinamika második fÅ‘törvénye által megfogalmazott entropikus trend, vagyis a folyamatos rendezetlenségbe való hanyatlás törvényszerűsége. Az élet megjelenéséig a Földön ez volt az egyetlen, igazán „általános” és egyetemes szabály az univerzumban. A biorendszerek létezése és működése – még inkább evolúciója – ezzel ellentétes irányzat megszületését eredményezi: a negentropikus trendet.

29. Ezt tetÅ‘zi be az ember megjelenése. Az ember már a küszöbén áll annak a tevékenységsorozatnak, melynek segítségével lényegében megváltoztathatja saját mivoltát: képes lesz módosítani nem csupán a kulturális evolúció (mémek) rendszerének fejlÅ‘dését, de most már arra is módja lesz, hogy menet közben megváltoztassa a játékszabályokat: bele fog kontárkodni saját genetikai rendszerének szabályozási mechanizmusaiba, hogy módosítsa önmaga genetikai patrimóniumát.

30. Az ember alkotási (konstrukciós) adottsága valójában az információ manipulálásának képességén alapul. Ennek segítségével az információt beépíti, integrálja anyagi vagy virtuális rendszerek szerkezetébe, esetenként működésébe, és ezáltal új objektumokat, modelleket, tárgyakat, eszközöket, manipulációra alkalmas ideákat (mémeket) hoz létre. Az új, virtuális és objektuális rendszerek generálása elsÅ‘dlegesen szellemi produktum. Azaz informácionális tevékenység: meg kell tervezni az új rendszert. Ez azért annyira bonyolult és nehéz, mert valójában komplex exteriorizációs folyamat. A belsÅ‘, voltaképpen pszichikus, mentális megjelenítést (informácionális tartalmat) külsÅ‘vé kell tennie, le kell képeznie egészen más természetű rendszerré. Például a mentális képmásmodellt hangokká kell varázsolni (verbalizáció); majd a szavakat egyezményes jelek útján – grafikailag megjelenítve – le kell képezni (írás). 

31. Mindez azért lehetséges, mert az ember valójában nem csupán „információvevÅ‘ és -feldolgozó”, de „információgerjesztÅ‘” is, és nemcsak kommunikál, hanem egyben „információintegráló”, azaz új rendszereket „de novo” alkot. Az idegrendszere nemcsak felvesz és feldolgoz, lényegesít (absztrakció), tárol, összehasonlít és rangsorol, bírál, sÅ‘t következtetéseket von le, hanem terveket is készít, olyan információsűrítményeket (modell), melyek képesek a „megálmodott” struktúrákba integrálni az információt, és új, addig „nem volt” rendszereket megvalósítani. Valószínűleg az 50–30 000 évvel ezelÅ‘tt élt Å‘sapa („Ádám”) legfontosabb új tulajdonsága a kreativitás volt. A kreativitás használati és egyéb tárgyak millióinak gyártását indította el.

32. Honnan származik az információ? InformációgerjesztÅ‘ minden fizikai vagy informácionális változás, kölcsönhatás. Ilyen a hÅ‘mérséklet-változás is. A hÅ‘mérséklet csökkenése információgeneráláshoz vezet (a jégkristályok kialakulásakor sok információ szó szerint „belefagy” az új struktúrába). EllenkezÅ‘leg, fordított irányú halmazállapot-változáskor roppant sok információ pusztul el (pl. amikor megolvad a jég, a kristálycukor, a vas stb.). Számos információgerjesztÅ‘ folyamat működik körülöttünk: minden mechanikai, fizikai, kémiai, biológiai, élettani, ökológiai, etológiai, pszichológiai stb. kölcsönhatás ilyen. InformációtermelÅ‘ minden újabb – teljes vagy részleges – aszimmetrikus módosulás. De információgyarapodást idéz elÅ‘ minden replikációs folyamat, szintézis, bioszintézis, sejtosztódás, szaporodás, másolás, utánzás, evolúciósan stabil stratégia (ESS) is, vagy bármely szabálykövetÅ‘ viselkedés (SZKV) stb. Úgy tűnik, a legnagyobb volumenű információgerjesztést a mémek önreprodukciója képviseli. Az emberi magatartás szociális, csoportérdekektÅ‘l determinált és meghatározott kultúrához való kötÅ‘dése is vitathatatlanul információs megnyilvánulás (Csányi 2001) és hatalmas mennyiségű, sÅ‘t egyre magasabb nívójú információ gerjesztését idézi elÅ‘.

33. Ezen elÅ‘zmények vezettek a világmindenségben a jelenlegi információs helyzet kialakulásához. Persze a lényeges változás csak az okos, de „világos” anyagra szorítkozik. A fokozatos hÅ‘csökkenés serkenti a termoszenzibilis információ egyre fokozódó mennyiségének és minÅ‘ségének kaszkád jellegű gyarapodását. A hÅ‘mérséklet csökkenése kihat az újabb elemi részecskék létrejöttére, és fokozza az abiotikus rendszergenézist. Most lokálisan ugyan, de legalább egy helyén a világegyetemnek (a naprendszer Terra bolygóján), a biorendszerek és az információ dominanciájáról beszélhetünk.

34. Az információ bizonyos mennyisége és minÅ‘sége kiváltja egy meghatározott evolúciós szint megjelenését. A rendszergenézis során az anyagba és energiába ágyazódó

információ elÅ‘idézi az integratív tulajdonságok megjelenését. Ezen új tulajdonságok fellépését „elÅ‘re látni” nem lehet. Predikció nélküliek. Csak a megjelenést követÅ‘ utólagos értelmezésre van módunk. Az élet is meghatározott struktúrához – bizonyos típusú alrendszerek megjelenéséhez –, vagyis integratív tulajdonságokhoz köthetÅ‘ (Gánti 1978). A „chemotonelmélet” értelmében három alrendszerhez kötött az élet: anyagcsereciklus, membránciklus és információciklus (Gánti 1971).Csak funkcionálisan tekintve az élÅ‘nek három alapvetÅ‘ működése rajzolódik ki: öröklÅ‘dés, variabilitás és szaporodás (Maynard Smith – Szatmáry 1999).

35. Csak önmagában az energia és az anyag rendezetlenséget, entrópiát szül. Minden abiotikus rendszer (legyen az zárt vagy nyílt, determinisztikus vagy kaotikus) kizárólag az entrópia törvényének van alávetve. Így bennük minden változás a rendezetlenség irányába mutat (entrópiatörvény). Bár Prigogine és Stengers (1988) is úgy képzeli el, hogy mindent a rendezetlenség határoz meg, valójában ez csak az abiotikus világra érvényes. Az élÅ‘lények birodalmát már az információ dominálja. A Gaia-elmélet ennek a kifejezÅ‘dése: az élÅ‘ mindig igyekszik önmaga számára még elfogadható (optimális) létfeltételeket is „megteremteni”, még akkor is, ha ez csak az entropikus árral szemben valósítható meg. A biológiai rendszerek esetében valójában mind a két trend érvényesül (entropikus/negentropikus), anélkül, hogy egymást zavarnák, sÅ‘t az elÅ‘relépésnek – az evolúciónak – a záloga mindkettÅ‘ létezése. Sokszor váltakozva, néha szinergikusan hatnak (egyensúlyt generálva a biorendszer és környezete közt).

36. A szükségesnél kevesebb „adekvát” információ eredményezi a kaotikus jelenségek és struktúrák megjelenését. Az olyan jelenségek, melyek „elfelejtik” a kezdÅ‘feltételeket, és amelyekre csak a vonzási „attraktorok” hatnak, esetenként kiszámíthatatlan „pillangóeffektussal” reagálnak. Ezek a jelenségek nem lineáris és „aperiodikus” kifejezÅ‘dések (amilyen általában a gondolkodási folyamatok java része). A hosszú távú predikciót teszik lehetetlenné az ilyen kiszámíthatatlan, kaotikus sajátosságok: a törtszámú dimenziók univerzuma, a fraktálok világa stb. De ilyen hatásúak a lokalitás, valamint a három- vagy soktényezÅ‘s kölcsönhatások is.     

37. Mi több, a változás (mutáció) alacsonyabb szinten, azaz „genotípusosan” következik be, de a megnyilvánulás „fenomenologikus”, tehát magasabb szinten fejezÅ‘dik ki. Ráadásul az értelmezés még ennél is csaklényegesenmagasabb szervezÅ‘dési szinten hajtható végre, ha egyáltalán rendelkezünk a szükséges „háttérismerettel” és „áttekintési” horizonttal. Például a bioszférára (helyesebben: Gaiára) nincs „rálátásunk”, és egyelÅ‘re képtelenek vagyunk lényegében értelmezni.

38. Az evolúciót a megszakítatlan genomok sora tükrözi. Lehet a mutáció ugrásszerű vagy alig megnyilvánuló kis változás, de ha az egymásra következÅ‘, egymáshoz hasonlító genomok sora egyszer is megszakad, akkor minden további folytatás elmarad. A paleontológusok által feltárt kövületek mindig csak hézagosan jelenítik meg ezt a fejlÅ‘dési sort. Ez érthetÅ‘, mivel a fosszilizáció jelensége: kivétel. Abszurdum lenne, ha a változást képviselÅ‘ (többnyire kevésbé versenyképes, ezért kisebb számú) átmeneti forma mindegyike fennmaradna.

39. Az információval való telítÅ‘dés nemcsak a komplexitást fokozza (fÅ‘ként a biorendszerek evolúciója során), de az egyre fokozódó rend (negentropikus trend kifejezÅ‘dése) rengeteg információt is produkál, aminek egy részét a biorendszer szétszórja közvetlen környezetében. Ezzel szemben az abiotikus rendszerek csak entrópia (rendezetlenség) disszipációjára képesek. A biorendszerek – fejlettségük mértékében – entrópia disszipációjuk mellett környezetükben jelentÅ‘s mennyiségű információt is szétterítenek (mint ahogyan fény jelenlétében a zöld növények hatalmas mennyiségű oxigént bocsátanak ki). A környezetbe történÅ‘ „információszórás” következménye, hogy maga a környezet is módosul (negatív és pozitív értelemben egyaránt). Az élÅ‘ biomassza, de az elpusztult szervezetek anyaga is jelentÅ‘sen közrejátszik ebben a folyamatban (tápanyagforrás, talajgenerálás, nyersanyagforrás produkciója stb.). 

40. A növények és a háziállatok háziasítása, nemesítése volt az elsÅ‘ jelentÅ‘s emberi genommanipulációs tevékenység. A genom módosítására újabb lehetÅ‘ségeket tárt fel a röntgen- és az ionizáló sugárzások felfedezése, valamint a mutagén anyagok sorozatos felismerése (Uray 2000). A genom módosítására irányuló felfokozott emberi mutagén tevékenységeket a múlt század második felében a klónozási kísérletek és a génsebészet vették át. Élénk vita folyik a genetikailag módosított (GM) növények felhasználása körül. Rengeteg (növényi és állati) sejt jut az emberi tápcsatornába. Ezek genetikai anyagát igen hatékonyan leépítik az erre szakosodott emésztÅ‘folyamatok. Jogosan feltételezhetÅ‘, hogy a GM élÅ‘lények genetikai anyagával ugyanúgy elbánnak a bontó enzimek, hiszen manipulálásuk éppen azért volt sikeres, mert nem változtattak a genetikai anyag jellegén, természetén. De már az emberi genom manipulálása sokkal nagyobb kihívás lesz.

41. Valójában az ember a szerszámkészítés és az állatok, valamint a növények háziasítása során döbben rá, hogy a meghatározott forma egy jól definiált feladat elvégzésére teszi alkalmassá a megalkotott vagy a „frissen” módosított új rendszert. A „struktúra/funkció reláció” teljes mértékben informácionális jellegű. A szerkezet meghatározza a működést, de a funkció visszahat, és determinálja a struktúrát. Az összehasonlító anatómia atyja, a legtöbb intuícióval megáldott legnagyobb biológusok egyike, George Cuvier (1769–1832) volt az elsÅ‘, aki tudatosan és igen hatékonyan, hihetetlen ráérzéssel alkalmazta ezt a bioinformatológiai axiómát: a „struktúra–funkció” kölcsönös determinációjának elvét.

42. Az emberi genom módosítása az emberi szervezet manipulációjának hatékony módszere. Taylor már 1967-ben ecsetelte ennek sok vonatkozását. Elkerülhetetlenül szükséges a vele való visszaélés lehetÅ‘ségének kizárása. Mindig lesz olyan csoport, amely majd megkísérli kisajátítani, a maga hasznára fordítani ezt a lehetÅ‘séget mint privilégiumot, és azt másoktól elzárja. A védekezés már a társadalom feladata, felelÅ‘ssége, nem csak a kutatóé, a tudósé. Bármely felfedezés felhasználható rossz értelmű manipulációra, függetlenül a kutató szándékától.

43. Az evolúció az anyag komplexálódásának kifejezÅ‘dése. Ezért minél magasabb evolúciós szintre jutott el egy biorendszer, vele arányosan egyre nagyobb a benne felhalmozott információ mennyisége és minÅ‘sége. Ehhez mérten fokozatosan csökken a magasabb szinten beépített energia mennyisége. Az integrált információ minÅ‘sége lineárisan növekedik, a strukturált információ mennyisége viszont mértani arány szerint gyarapodik.

44. Mivel az információ „rendezÅ‘/szervezÅ‘ princípium”, azaz minÅ‘ség, a biorendszerek fejlÅ‘dése során nyomon követhetÅ‘ a szoros korreláció a rendszer információval való telítÅ‘dése és a biorendszer szervezÅ‘dési (organizációs) és fejlettségi (evolúciós) szintje között. Ezért nem meglepÅ‘: az emberréválás során egyre gyarapodik a tanult „szabálykövetÅ‘ viselkedések” (SZKV) szervezése és végrehajtása. Tehát természetes, hogy a mémek egytÅ‘l egyig mind a SZKV produktumai.

45. Az evolúció során minden új szerzemény, minden új információbeépülés kissé módosítja az eredetileg teljes mértékben entropikus irányt. A kis negentropikus irányváltozások összegzÅ‘dése eredményezi a 180 fokos irányváltást. Az információs világban az események nem rendezetlenségbe torkollnak, hanem a rend irányába fejlÅ‘dnek. Az evolúcióban részt vevÅ‘ szelekció is egy informacionális funkció kifejezÅ‘dése, mert nem más, mint összehasonlítás, az adekvát forma vagy funkció preferálása és elÅ‘léptetése (Bárány-Horváth 1998).

46. Az emberi agyféltekék működési lateralizációja következtében a jobb agyfélteke megmaradt az Å‘si funkcióknál: a térbeli konstrukciók és mintázatok felmérését, értékelését végzi: fÅ‘ként „megjelenítési, interiorizációs centrum”. A bal agyfélteke nemcsak nyelvi központtá vált, de itt van dominánsan az írás és a számolás központja is: elsÅ‘sorban tehát „exteriorizációs, leképezési központ”. ElsÅ‘sorban ez a tény indokolja, hogy a megismerés folyamatát éppen e két fÅ‘ szakasz alapján vizsgáljuk. Így nem csupán a humán jelleg válik érthetÅ‘vé, de az aszimmetria megjelenése is nyilvánvaló.

47. Érdekes tény: a kreativitás egyik alapvetÅ‘ elÅ‘feltétele, hogy az adott személy minél magasabb szintű absztrakcióra legyen képes, és a vizsgált jelenséget, objektumot sokkal magasabb elvonatkoztatási szinten szemlélje és vesse össze mind a formai, mind a tartalmi absztrakció vonatkozásában. A kreativitás másik elÅ‘feltétele, hogy a személy képes legyen egymásra vonatkoztatni az objektum interiorizációjának eredményét annak fogalmi és matematikai modelljével, exteriorizációs leképezésével. Az interiorizáció során fÅ‘ként a jobb agyfélteke működik, míg a kognitív modell leképezését elsÅ‘sorban a bal agyfélteke végzi (minthogy ez már az exteriorizáció során realizálódik). A két modelltípus egymásra vonatkoztatását a kérgestest (corpus callosum) valósítja meg sok százezer idegrostja útján, rövidre zárva a két agyfélteke közti működési különbségek információit.

48. A számítógép segítségével képesek vagyunk („mesterségesen”, testen kívül) extraszomatikusan rövidre zárni egyfelÅ‘l a képi (interiorizált pszichikus modellt), másfelÅ‘l a fogalmi-matematikai (leképezett és exteriorizált) modellt. Eddig a kutató elméjében hajtotta végre ezt a feladatot. Ma a számítógép segítségével könnyen össze tudjuk Å‘ket vetni (például egy fiktív szélcsatornás kísérlet során). Ez már a kreativitás szocializációját jelenti. Elégséges, ha a személy képes kezelni a számítógépet, mert a gép elvégzi az összevetést. A kreativitás = jobb agyfélteke produktumának (interiorizált „képi” modelljének) intra- vagy extraszoma-tikus összevetése a bal agyfélteke termékével (exteriorizált, fogalmi-matematikai modelljével).

49. Az ember biológiai evolúciója mintegy negyvenezer éve leállt. Átruházta evolúcióját a tárgyakra, amelyek használatával képességei hihetetlen mértékben megnÅ‘ttek, és olyan tulajdonságokra tett szert, amelyek eléréséhez biológiai úton sok tucat évezredre lett volna szüksége. Az átruházott evolúció segítségével kivédhetÅ‘ a szelekció pusztító hatásainak egy része. Ugyanakkor a szelekciónak a faj minÅ‘ségét megÅ‘rzÅ‘, sÅ‘t javító hatásai elmaradtak. Így például az orvostudomány segítségével egyes egyénekben két-három letális gén is felhalmozódhat. További veszély: a biológiai evolúció leállása elÅ‘mozdíthatja a biológiai degeneráció tömegméretű kialakulását.

50. Felsorolásunkban egy egységes információelméletnek csak a legfÅ‘bb sajátosságait, a kirívó problémákat emeltük ki. Hisszük, megérett az idÅ‘ egy egyetemes, mindent átfogó információelmélet kidolgozására. A továbblépés érdekében fel kellett vállalnunk még a tévedés kockázatát is. Reméljük és hisszük, hogy a kibontakozó viták elvezetnek a megoldáshoz: a mindenki által elfogadható információfogalomhoz, mely nélkül képtelenek vagyunk az informatológia és a bioinformatológia megalapozására.

 

Kulcsszavak: információfogalom, dinamikus információ (DI strukturális információ (SI), az információ termoszenzibilitása, modell = információs mintázat, informato-lógia, bioinformatológia, világos és sötét (ostoba) anyag és energia, információ manipulációja, interiorizáció = megjelenítés, exteriorizáció = leképzés, kreativitás = interiorizáció és exteriorizáció belsÅ‘ vagy extraszomatikus összevetése, alkotóképesség szocializációja, evolúció = negentropikus trend kifejezÅ‘dése.

 

Könyvészet

Bárány-Horváth Attila: A strukturális és dinamikus információ szerepe az anyag belsÅ‘ szerkezetének kialakításában és az elÅ‘ anyag dinamikájában. Az EME Természettudományi és Matematikai Szakosztályának évi tudományos értekezlete, Kvár, 1995.

Bárány-Horváth Attila: A „megfoghatatlan” információ – az empíria és az új paradigma mezsgyéjén. Korunk 1998. 4. sz. 61–76.

Bárány-Horváth Attila–Uray Zoltán–Szász Judit: Információ és elvonatkoztatás. Különlenyomat. A Korunk 2002. 11. számában megjelent tanulmány teljes szövege: 1–38.

Bárány-Horváth Attila–Uray Zoltán: A bioinformatológia – új metatudományos szemléletmód a biológiában. I–III. Korunk 2007. 8. sz. 114–119; 10. sz. 118–120; 11. sz. 111–118.

Carrel, Alexis: A láthatatlan ember. Révai, Bp., é. n. [1935] Csányi Vilmos: Az állatok tanulása a természetben. Natura, Bp., 1987. 104–112.

Csányi Vilmos: Az emberi természet. Humánetológia. Vince Kiadó, Bp., 1999. 29, 87–88, 124, 223–225, 231, 241–242, 271, 278–281.

Dawkins, Richard: Az önzÅ‘ gén. Gondolat, Bp., 1986. 237–251.

Feynman, R. P. – Leight, R. B. – Sands, M. (1963) Mai fizika. 2. kiadás, Műszaki Könyvkiadó, Bp., 1969, IV. 96.

Gánti Tibor: Az élet princípiuma. Második, átdolgozott, bÅ‘vített kiadás. Gondolat, Bp., 1978.

Horváth Attila – Ferenczi Iuliu: ValenÅ£ele modelelor în cunoaÅŸterea

ştiinţifică şi cea didactică. Lucrare prezentată la cel de-al III-lea Colocviu Naţional de Pedagogie, Buc., 1974.

Horváth Attila: ValenÅ£ele modelelor ÅŸi ale modelării în cunoaÅŸterea ÅŸtiinÅ£ifică, didactică ÅŸi în technologia didactică a disciplinelor biologice (Teoria modelelor). Lucrare metodico-ÅŸtiinÅ£ifică pentru obÅ£inerea gradului I. Cluj-Napoca, 1977. 1–400.

Horváth Attila: SemnificaÅ£ia gradului de abstractizare în prepararea informaÅ£iilor pentru „consum didactic”, Simpozionul S.Åž.F. ÅŸi G.R.L.A., ConstanÅ£a, 1989 (1989a).

Horváth Attila: Gradul de abstractizare a limbajului intern – factor determinant al gândirii creative. Simpozionul S.Åž.F. ÅŸi G.R.L.A., ConstanÅ£a, 1989 (1989b).

Horváth Attila: Modell és megismerés. Az EME Természettudományi Szakosztályának tudományos ülésszaka. Kv., 1992.

Hawking, Stephen W.: Az idÅ‘ rövid története a Nagy Bummtól a fekete lyukakig. Maecenas Könyvek, 4. kiadás, Bp., Talentum Kft. 1998. 43, 100, 128.

Lovelock, J. E.: Gaia. A földi élet egy új nézÅ‘pontból. Göncöl Kiadó, Bp., 1991. 201.

Maynard Smith, J.–Szathmáry E.: A földi élet regénye. Az élet születésétÅ‘l a nyelv kialakulásáig. Vince Kiadó, Bp., 2000.

Pléh Cs.–Csányi V.–Bereczkei T. [szerk.] : Lélek és evolúció. Az evolúciós szemlélet és a pszichológia. Osiris, Bp., 2000.

Pléh Cs. – Kovács G. – Gulyás B. (szerk.): Kognitív idegtudomány. Osiris Kiadó, Bp., 2003.

Prigogine, I.–Stengers, I.: Între eternitate ÅŸi timp. Humanitas, Buc., 1997. 73, 90, 91–93, 98, 161, 167, 172–173.

Săhleanu, Victor: Eseu de biologie informaÅ£ională. Ed. ÅžtiinÅ£ifică, Buc., 1973, 6, 18–20, 78, 109–122.       

Saint-Exupéry, Antoine de: Citadela. Ed. Junimea, IaÅŸi, 1977.  

Shannon, C. E.: A Mathematical Theory of Communication. Bell Syst. Techn. J. 27. 1948, 379–432; 623–656.

Szathmáry E.–Demeter L.: Az evolúció legkorábbi egységei és az „RNS-világ”. Tudomány, 1989. augusztus, 76-84.

Taylor, G. R.: Biológiai pokolgép. Medicina Könyvkiadó, Bp., 1970. 165.

Uray Zoltán: Sugársérülések mérsékelése kémiai és biológiai anyagokkal. In: Székfoglalók a Magyar Tudományos Akadémián 1995–1998, MTA Kiadó, Bp., 2000. 1–36.

Wiener, N.: Cybernetics or Control and communication in the Animal and the Machine. Cambridge, Mass. M.I.T. Technology Press, 1948.

Wolfram, S.: ANKOS. A New Kind of Science. Wolfram Media Inc. 2002.

 

 

Vissza az oldal tetejére

stílus 1 (fehér)
stílus 2 (fekete)

+ betűméret | - betűméret